第五章 物质结构 元素周期律
李仕才
第二节
元素周期律和元素周期表
考点二 元素“位—构—性”的推断
1．元素位—构—性的关系
元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置和元素的主要性质，元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的主要性质，故三者之间可相互推断。
2．三者的推断关系 (1)结构与位置的互推 ①明确四个关系式 a．电子层数＝周期序数。 b．质子数＝原子序数。 c．最外层电子数＝主族序数。
d．主族元素的最高正价＝最外层电子数。
1
最低负价＝－|8－最外层电子数|。 ②熟悉掌握周期表中的一些特殊规律 a．各周期所能容纳元素种数。
b．稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。 c．同族上下相邻元素原子序数的关系。 (2)性质与位置互推
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。主要包括：
①元素的金属性、非金属性。 ②气态氢化物的稳定性。
③最高价氧化物对应水化物的酸碱性。 ④金属与H2O或酸反应的难易程度。 例如
①根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置。如同周期元素A、B、C的金属性逐渐增强，则可知A、B、C在同周期中按C、B、A的顺序从左向右排列。
②根据元素在周期表中的位置关系可以推断元素的性质。
如A、B、C三种元素在同一主族中由上而下排列，则A、B、C的单质氧化性依次减弱或还原性依次增强。
3．结构和性质的互推
(1)最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要因素。
(2)原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。 (3)同主族元素最外层电子数相同，性质相似。
推断一 根据元素的位置推断结构与性质
1．W、X、Y、Z、R为五种短周期主族非金属元素，它们在元素周期表中的相对位置如图所示。下列关于五种元素的说法正确的是( )
Y W X R Z A.粒子半径：原子半径最大的是W，简单阴离子半径最小的是R B．单质：氧化性最强的是Z，还原性最强的是Y
C．最高价氧化物对应水化物：酸性最强的是Z，水溶性最差的是Y
2
D．最简单氢化物：沸点最高的是X，稳定性最差的是W
解析：由Y为短周期主族非金属元素知，Y为Si，由此可知：W为N，X为O，R为F，Z为Cl。A中原子半径最大的是Si；B中非金属性R>Z，故非金属性最强的是F；C中由于F无正价，故酸性最强的是高氯酸，硅酸是难溶于水的酸；D中简单氢化物的稳定性最差的是SiH4。
答案：C
2．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示，下列说法中正确的是( )
A.原子半径YB．元素Y的最高正化合价比元素X的最高正化合价高 C．元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的弱D．元素X的气态氢化物的热稳定性大于元素Y的气态氢化物的稳定性
解析：根据元素在周期表中的位置可知，X为N元素、Y为O元素、Z为Al元素、W为S元素、Q为Cl元素。A项，原子半径：Y答案：C3．短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示，下列说法正确的是( )
A.原子半径：r(Z)>r(Y)>r(X)
B．X、Y、W简单气态氢化物的稳定性：XH4>YH3>HW
C．Y的简单气态氢化物与W的简单气态氢化物化合所得产物中只含有共价键 D．X、Y、Z、W四种元素的最高价氧化物对应的水化物均能与强碱反应
3
解析：X、Y、Z、W都是短周期元素，根据其在元素周期表中的相对位置可知，X是C(碳)、Y是N、Z是Al、W是Cl。同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，故原子半径：Z>X>Y，A项错误；稳定性：HCl>NH3>CH4，B项错误；NH3与HCl形成的化合物为氯化铵，属于离子化合物，含有离子键和共价键，C项错误；X、Y、Z、W四种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为碳酸、、氢氧化铝、高氯酸，它们都能与强碱反应，D项正确。
答案：D
4．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，d是淡黄色粉末，m为元素Y的单质，通常为无色无味的气体。上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．简单离子半径：ZWC．简单气态氢化物的热稳定性：Y>X D．W2Y2中含有非极性键
解析：短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，d是淡黄色粉末，则d为Na2O2，结合图中转化关系可知，元素Y的单质气体m为O2，则Y为O，a为烃，b、c分别为CO2、H2O，e、f分别为Na2CO3、NaOH，结合原子序数可知，W为H，X为C，Y为O，Z为Na。O、Na具有相同电子层结构，原子序数大的离子半径小，则简单离子半径：NaCH4，故C正确；H2O2中含有O—O非极性键，故D正确。答案：B
推断二 根据元素的性质推断位置和结构
5．根据表中有关短周期元素性质的数据，下列说法不正确的是( )
＋
2－
－
2－
－
2－
＋
4
A.③和⑥、④和⑦分别位于同主族 B．元素④位于第三周期第ⅤA族
C．元素①与元素⑥形成的化合物中不可能存在共价键 D．元素⑧对应的氢氧化物可能具有两性
解析：根据原子半径和主要化合价可以判断出③④⑥⑦分别是Li、P、Na、N元素，进而推出①②⑤⑧分别是O、Mg、Cl、B(硼)元素，A、B正确；元素①与元素⑥形成的化合物有Na2O和Na2O2两种，Na2O2中既存在离子键又存在非极性共价键，C错误；由于B(硼)元素在元素周期表中位于金属和非金属分界线附近，且与Al处于同主族，它们之间的性质有相似之处，D正确。
答案：C
6．短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数逐渐增大，X的氢化物极易溶于Y的氢化物，Z的单质能溶于W的最高价氧化物的水化物的稀溶液，却不溶于其浓溶液。由此得出的正确结论是( )
A．元素Y的最高正价是＋6
B．离子半径的大小顺序为W>Q>Z>X>Y
C．元素X的最高价氧化物对应的水化物酸性比Q的强 D．氢化物的沸点Y>W
解析：根据题中信息可知X为N，Y为O，Z为Al，W为S，Q为Cl。A中O无最高正价；B中离子半径的大小顺序为S>Cl>N>O>Al；C中HNO3的酸性比HClO4的酸性弱；D中H2O在常温下为液态，H2S为气态，故沸点比H2S高。
答案：D
7．四种短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，请结合表中信息回答下列问题。
2－
－
3－
2－
3＋
5
(1)Z在元素周期表中位于________族。
(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物中，有一种物质在一定条件下均能与其他三种物质发生化学反应，该元素是________(填元素符号)。
(3)①下列可作为比较X和Y金属性强弱的依据的是________(填选项字母)。 a．自然界中的含量 b．相应氯化物水溶液的pH c．单质与水反应的难易程度 d．单质与酸反应时失去的电子数
②从原子结构的角度解释X的金属性强于Y的原因：________，原子半径X>Y，所以原子核对最外层电子的吸引力XY。(4)W的一种氢化物HW3可用于有机合成，其酸性与醋酸相似。体积和浓度均相等的HW3与X的最高价氧化物对应的水化物的溶液混合，反应的化学方程式是________，混合后溶液中离子浓度由大到小的顺序是________。
(5)Y单质和Mg组成的混合物是一种焰火原料，某兴趣小组设计如图所示的实验方案，测定混合物中Y的质量分数。
能确定混合物中Y的质量分数的数据有________(填选项字母)。 a．m、n b．m、y c．n、y 答案：(1)ⅣA (2)Na
6
(3)①bc ②电子层数相同，核电荷数Y>X (4)HN3＋NaOH===NaN3＋H2O c(Na)>c(N3)>c(OH)>c(H) (5)abc
推断三 根据原子结构推断位置和性质
8．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子核外最外层电子数是次外层的2倍，Y的氟化物YF3分子中各原子均达到8电子稳定结构，Z是同周期中原子半径最大的元素，W的最高正价为＋7价。下列说法正确的是( )
A．XH4的稳定性比YH3的高
B．X与W形成的化合物和Z与W形成的化合物的化学键类型相同 C．Y离子的半径比Z离子的半径小
D．元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的强
解析：X为C，Y为N，Z为Na，W为Cl。A项，稳定性NH3>CH4，错误；B项，CCl4为共价键，NaCl为离子键，错误；C项，离子半径N>Na，错误；D项，酸性HClO4>HNO3，正确。
答案：D
9．短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大，A、B、C原子的最外层电子数之和为12，B、C、D位于同一周期，C原子的最外层电子数既是A原子内层电子数的3倍又是B原子最外层电子数的3倍。下列说法不正确的是( )
A．原子半径：rB>rC>rD>rA
B．工业上可用电解BD2溶液的方法来制取单质B C．D元素的单质可与元素C的氢化物发生置换反应 D．AD4分子为正四面体结构
解析：因为A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期主族元素，B、C、D同周期，则A与B、C、D不在同一周期，在B、C、D的上一周期。因为A原子既有最外层电子也有内层电子，且C原子的最外层电子数是A原子内层电子数的3倍，确定A元素只能在第二周期，B、C、D三种元素在第三周期，C元素的最外层电子数为6，是S，D为Cl；B元素的最外层电子数为2，为Mg。根据A、B、C的最外层电子数之和为12，可知A元素的最外层电子数为12－6－2＝4，所以A为碳元素。由于Mg、S、Cl同为第三周期元素，且原子序数逐渐增大，故原子半径依次减小，但都大于第二周期元素碳原子的半径，故A项正确；工业上用电解熔融MgCl2的方法来制取金属镁，而电解MgCl2溶液得不到金属镁，故B项错误；由于Cl的非金属性强于S，故反应Cl2＋H2S===S＋2HCl可以发生，C项正确；四氯化碳(CCl4)分子为正四面体结构，故D项正确。
答案：B
10．短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增大，其原子的最外层电子数之和为13。X和Y、Z
3－
＋
＋
－
－
＋
7
位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍，是Y原子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是( )
A．X的氢化物溶于水显酸性 B．Y的氧化物是离子化合物 C．Z的氢化物比H2O稳定 D．X和Z的氧化物都具有漂白性
解析：由题意知Z原子在第三周期第ⅥA族，为硫，Y是镁，X在第二周期，据X、Y、Z原子的最外层电子数之和为13知，X为氮，NH3的水溶液显碱性，A错误；H2O比H2S稳定，C错误；NO和SO3无漂白性，D错误。
答案：B
8
